JP6076047B2 - 電子部品実装装置及び演算装置及び電子部品実装方法 - Google Patents
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Description
図13〜図19のようなデータ情報を管理する。図20のような画面でユーザ(本部品実装装置100を含むシステムを利用・管理するオペレータ等)が情報を入出力可能である。
[部品実装装置]
図1において、本発明の一実施の形態である部品実装装置100及び演算装置150の構成を示している。演算装置150は部品実装装置100の内部に設けられている。なお、演算装置150が部品実装装置100の外部に接続される形態としてもよいし、演算装置150と全体制御装置140を1つに統合した形態などとしてもよい。
[演算装置]
演算装置150は、演算制御部160、記憶部151、入力部161、出力部162、IF部163、等を備える。記憶部151の記憶領域には、吸着ずれ情報D3(後述、図12)、吸着ずればらつき情報D4(後述、図13)、装着ずれ情報D5(後述、図14)、装着ずればらつき情報D6(後述、図15)、閾値情報D7(後述、図16)等を記憶する。
図3は、図1の供給装置110及び装着装置120に係わる、フィーダベース111、ヘッド121、ビーム122、及びガイド122a等の概略構成(上面)を示す。フィーダベース111には、複数のフィーダ111a(F)が装着されている。部品供給装置(フィーダベース111)は、一例としてテープ型であり、例えばフィーダF毎に、供給対象の複数の部品Pが搭載される。例えば、フィーダFに格納されている1つの部品Pがヘッド121のノズルN(図4)により吸着されると、全体制御装置140の指示に応じて、当該フィーダFは、残りの部品Pのうちの次の1つを、当該ノズルNにより吸着可能な位置まで自動的に移動(図3ではY方向)させる。
[ヘッド・ノズル]
図4は、ヘッド121の構成例として下面を示す。本ヘッド121は、下面部に、複数の保持手段であるノズル123(N)を備えている。本例では、円状に複数(例えば12)のノズルNが配置されており、回転制御などによって、所望のノズルNの利用が可能な機構である。各ノズルNの位置は番号で識別される。
[吸着ずれ取得装置、吸着ずれ量DX1,DY1、吸着ずれ(角度)DΘ1]
吸着ずれ取得装置131は、撮像による画像から、部品とノズルのX,Y方向における相対位置である吸着ずれ量DX1,DY1と、部品とノズルの相対的な角度である吸着ずれ(角度)DΘ1とを算出する。
[装着ずれ取得装置、装着ずれ量DX2,DY2、装着ずれ(角度)DΘ2]
装着ずれ取得装置132は、撮像による画像から、部品のX,Y方向に目標装着位置と実際の装着位置との差分である装着ずれ量DX2,DY2と、部品の目標装着角度と実際の角度との差分である装着ずれ(角度)DΘ2とを算出する。
[検査装置、搬送装置]
検査装置200は、図3に示すように部品実装装置100と搬送装置300にて接続される。部品実装装置100が装着情報D1に記された全ての部品装着を実行した後に、基板Bは搬送装置300にて検査装置200に搬送され、図9、図10のような基板Bと部品Pの画像が撮像される。撮像された画像は、装着ずれ取得部132に送信され、装着ずれ量DX2,DY2、装着ずれ(角度)DΘ2が算出される。
[処理概要(図2)]
図2は、本実施の形態の特徴を含む、部品実装装置100での全体的な処理概要のフローを示す(S101等は処理ステップを示す)。特にS109の詳細の構成例については図11を用いて後述し、S112の詳細の構成例については図12を用いて後述する。
(S101)
全体制御装置140の全体制御部144は、装着情報D1(図13)、動作情報D2(図14)を用いて、供給装置110や装着装置120を含む各部に対して実装動作を指示する。
(S102)
S101の指示に基づき、供給装置110は、フィーダF(111a)等を動作させ、装着装置120は、ヘッド121、ビーム122、ノズルN(123)等を動作させる。特に、対象のヘッド121・ノズルNをX,Y方向(図3)で移動させ、対象のフィーダF−部品P(吸着対象)の位置まで移動させる。
(S103)
続いて、ノズル123(N)をZ方向(図5)で移動(下降)させ、対象の部品Pの中心(上)の所定の位置(ノズルNの停止位置Z1)まで移動して停止させる。なお本実施の形態ではS102(X,Y方向移動)とS103(Z方向移動)を分けた形であるが、S102とS103を1つにまとめて同時的に制御(X,Y,Z方向移動)する形も可能である。そして、ノズルNを停止位置Z1で所定の時間停止させ、圧力制御部125によるノズルN内部の減圧により、部品Pを吸着させる。
(S104)
停止位置Lから、ヘッド121・ノズルN等をX,Y,Z方向で移動させ、装着情報D1に示す部品装着位置座標(X,Y,Θ)まで移動させる。
また本実施の形態では、S105の際、吸着ずれ取得部131を用いて、部品Pを吸着した状態のノズルNを下面から撮像することにより、吸着ずれ量DX1,DY1、吸着ずれ(角度)DΘ1を算出する。
(S105)
更に、ノズルN等をZ方向で、所定の動作速度(VZ)で、所定の位置(ノズルNの停止位置Z2)まで移動させ、吸着の解除により、部品Pを装着する(図6)。なお本実施の形態ではS102(X,Y方向移動)とS103(Z方向移動)を分けた形であるが、S102とS103を1つにまとめて同時的に制御(X,Y,Z方向移動)する形も可能である。
(S106)
上記S101〜S105で動作させたフィーダFについて、実績データとなる吸着ずれ情報D3を作成し、演算装置150の記憶部151に格納する。吸着ずれ情報D3には、吸着ずれ量DX1,DY1、吸着ずれ(角度)DΘ1の情報を含む。なおこの格納は他のタイミングでもよい。例えば、演算装置150は必要に応じて吸着ずれ情報D3等を外部(全体制御装置140等)から取得してもよい。複数の各回の部品実装動作ごとに同様に実績データが格納される。
(S107)
上記部品Pの装着後、全体制御装置140の全体制御部144は、上記S1〜S6で動作させたフィーダFについて、演算装置150へ、動作情報D2の変更(その要否判断を含む)を指示する。演算装置150の演算制御部160は、指示に基づき、吸着ずれ情報D3を用いて、動作情報D2の算出・変更のための処理を行う(詳細は図9)。変更する対象は、ノズルNの吸着停止位置Z1を含む。
(S108)
装着情報D1の順序10aに記憶された最後の部品装着位置座標まで部品装着動作を行った場合には、全体制御装置140はS109の処理を行う。そうではない場合には、全体制御装置140はS101の処理に戻る。
(S109)
全体制御装置140は、搬送装置300に基板Bを検査装置200まで搬送させ、検査装置200に搬送された基板Bの画像を撮像させる。更に、全体制御装置140は撮像された画像を入力として、装着ずれ取得部132に装着ずれ量DX2,DY2、装着ずれ(角度)DΘ2を算出させ、装着ずれ情報D5に格納させる。なおこの格納は他のタイミングでもよい。例えば、演算装置150は必要に応じて装着ずれ情報D5等を外部(全体制御装置140等)から取得してもよい。基板の装着が完了するごとに、同様に実績データが格納される。S109の処理は、検査装置200に限らず、検査ヘッドを用いて装着された電子部品を撮像してもよい。
(S110)
全体制御装置140は、装着情報D1にフィーダ番号(10c)に格納された番号のフィーダFについて、それぞれ、演算装置150へ、動作情報D2の変更(その要否判断を含む)を指示する。演算装置150の演算制御部160は、指示に基づき、装着ずれ情報D5を用いて、動作情報D2の算出・変更のための処理を行う(詳細は図12)。変更する対象は、ノズルNの装着停止位置Z2および動作速度VZを含む。
(S111)
装着情報D1の生産基板枚数に示された枚数分だけ基板Bを生産した場合(生産基板枚数に示された枚数分だけ、順序の最初から最後までの実装動作を繰り返し行った場合)には、全体制御装置140は処理を終了する。そうではない場合には、搬送装置300に新たな基板Bを部品実装装置100内に搬送させ、S101に戻って装着情報D1の順序1から実装動作を実行する。
[装着情報]
図13は、装着情報D1の一実施形態である装着情報テーブル例を示す。本テーブルは、順序10a、部品装着位置座標10b、フィーダ番号10c、吸着ノズル番号10d、等の各フィールドを有する。D1(その格納情報)は、フィーダFからノズルNにより部品Pを吸着する際、及び当該部品Pを基板B上に装着する際における、順序、位置、フィーダF、ノズルN、等の情報を含む。なお図示していないが部品ID等の他のフィールドを有してもよい。
[動作情報]
図14は、動作情報D2の一実施形態である動作情報テーブル例を示す。本テーブルは、フィーダ番号11a、吸着ノズル番号11b、吸着停止位置(Z1)11c、装着停止位置(Z2)、動作速度(VZ)11e(係数)、等の各フィールドを有する。D2(その格納情報)は、フィーダFからノズルNにより部品Pを吸着する際のノズルNのZ方向の停止位置(Z1)、フィーダFからノズルNにより吸着した部品Pを装着する際のノズルNのZ方向の停止位置(Z2)、フィーダFからノズルNにより吸着した部品Pを装着する際のノズルNのZ方向の動作速度VZ、等の情報を含む。
[吸着ずれ情報]
図15は、吸着ずれ情報D3の一実施形態である吸着ずれ情報テーブル例を示す。吸着ずれ情報D3は、位置ずれ情報取得装置130を用いて検出・算出した情報を含む、部品吸着ずれの情報(実績データ)が格納される。本テーブルは、フィーダ番号(12a)、吸着停止位置Z1(12b)、吸着ずれ量DX1(12c)、吸着ずれ量DY1(12d)、吸着ずれ(角度)DΘ1(12e)、ばらつき算出(14f)等の各フィールドを有する。12a、12bは、図14の11a、11cに対応したフィールドである。また、12c〜12eは、前記S106で説明したように、前述(図7,図8)の吸着ずれ取得部131で検出・算出した吸着ずれ量DX1,DY1,吸着ずれ(角度)DΘ1を特定する情報が格納される。12fには、後述する図11の処理にてばらつきが算出された場合には○が格納される。
[吸着ずればらつき情報]
図16は、吸着ずればらつき情報D4の一実施形態である吸着ずればらつき情報テーブル例を示す。本テーブルは、フィーダ番号(13a)、吸着停止位置Z1(13b)、吸着ずればらつき重み付き和DevAll1(13b)、等の各フィールドを有する。吸着ずればらつき情報D4には、図11の処理で算出される情報が格納される。
[装着ずれ情報]
図17は、装着ずれ情報D5の一実施形態である装着ずれ情報テーブル例を示す。装着ずれ情報D5は、位置ずれ情報取得装置130を用いて検出・算出した情報を含む、部品装着ずれの情報(実績データ)が格納される。本テーブルは、フィーダ番号(14a)、部品装着位置座標(14b)、装着停止位置Z1(14c)、動作速度VZ(14d)、装着ずれ量DX2(14e)、装着ずれ量DY2(14f)、装着ずれ(角度)DΘ2(14g)、ばらつき算出(14h)等の各フィールドを有する。14a、14bは、図13の10c、10bに対応したフィールドである。また、14c、14dは、図14の11d、11eに対応したフィールドである。14e〜14gは、前記S109で説明したように、前述(図9,図10)の装着ずれ取得部132で検出・算出した装着ずれ量DX2,DY2,装着ずれ(角度)DΘ2を特定する情報が格納される。14hには、後述する図12の処理にてばらつきが算出された場合には○が格納される。
[装着ずればらつき情報]
図18は、装着ずればらつき情報D6の一実施形態である装着ずればらつき情報テーブル例を示す。本テーブルは、フィーダ番号(15a)、装着停止位置Z2(15b)、動作速度VZ(15c)、装着ずればらつき重み付き和DevAll2(15d)、等の各フィールドを有する。装着ずればらつき情報D6には、図12の処理で算出される情報が格納される。
[閾値情報]
図19は、閾値情報D7の一実施形態である閾値情報テーブル例を示す。本テーブルは、閾値1(16a)、閾値2(16b)、閾値3(16c)、閾値4(16d)、閾値5(16e)、等の各フィールドを有する。閾値情報D7は、吸着時のノズルNの動作の変更に関する、図11の判定(s202,s204)及び、装着時のノズルNの動作の変更に関する図12の判定(s302、s304、s305)で用いる設定情報であり、各フィールド値はユーザにより設定変更可能となっている。
閾値2(16b)は、ノズルNの吸着停止位置Z1の変更処理を実施するか否かを判定(s204)するための情報が格納される。
閾値3(16c)は、装着時のノズルNの動作の変更処理(変更可否の判定を含む)に必要なデータの有無を判定(s302)するための情報が格納される。
閾値4(16d)は、ノズルNの装着停止位置Z2および動作速度VZ等の変更処理を実施するか否かを判定(s304)するための情報が格納される。
閾値5(16e)は、ノズルNの動作速度VZの変更処理を実施するか否かを判定(s305)するための情報が格納される。
[処理詳細1(図11)]
図11は、図2のS107に係わる、演算装置150(主に演算制御部160)による動作情報D2(主に吸着停止位置Z1)の算出・変更のための処理例を示す(s201等は処理ステップを表す)。演算制御部160は、例えば全体制御装置140(全体制御部144)から、IF部163等を介して、動作情報D2(テーブル)の変更の対象となるフィーダF(フィーダ位置)を指定する情報(フィーダ番号F1)と、動作情報D2の変更処理の指示を受けると、図11の処理を実行する。
[処理詳細2(図12)]
図11は、図2のS110に係わる、演算装置150(主に演算制御部160)による動作情報D2(主に装着停止位置Z1、動作速度VZ)の算出・変更のための処理例を示す(s301等は処理ステップを表す)。演算制御部160は、例えば全体制御装置140(全体制御部144)から、IF部163等を介して、動作情報D2(テーブル)の変更の対象となるフィーダF(フィーダ位置)を指定する情報(フィーダ番号F1)と、動作情報D2の変更処理の指示を受けると、図12の処理を実行する。
演算制御部160は、動作情報D2についてフィーダ番号(11a)に格納された値がフィーダ番号F1と等しい値である行を全て特定し、当該行について動作速度VZ(11e)の値をγ倍して更新する。γは事前に定められた値であり、例えば0.5などが利用される。なおここで変更前の値をVZ1、変更後の値をVZ2とする
(s310) 演算装置160は、s309での処理の結果に基づき動作速度VZを変更したことを示す情報を提示する(図22)。
Claims (15)
- 電子部品を保持手段によって、XY平面に直交する高さ方向の条件を含む実装条件を用いて保持あるいは装着することによって実装する電子部品実装装置において、
所定の実装条件を用いることによって、保持された電子部品のXY平面上の位置情報、及び装着された電子部品のXY平面上の位置情報を特定する手段と、
特定された電子部品のXY平面上の位置情報を用いて、保持された電子部品のXY平面上の位置のばらつき、及び装着された電子部品のXY平面上の位置のばらつきを特定する手段と、
前記所定の実装条件を複数回変えることによって、電子部品のXY平面上の位置について複数のばらつきを特定する手段と、
電子部品のXY平面上の位置について特定された複数のばらつきを用いて、前記電子部品の実装条件を特定する手段と、を有し、
前記電子部品の実装条件を特定する手段は、
電子部品のXY平面上の位置について特定された複数のばらつきを用いて、前記実装条件として、電子部品を保持するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置、及び電子部品を装着するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置を特定する、電子部品実装装置。 - 請求項1記載の電子部品実装装置において、
保持された電子部品のXY平面上の位置情報は、保持手段と保持された電子部品との位置関係を示す情報であり、
装着された前記電子部品のXY平面上の位置情報は、電子部品が基板に装着されるべき位置と装着された電子部品との位置関係を示す情報であることを特徴とする電子部品実装装置。 - 請求項1記載の電子部品実装装置において、
前記実装条件を特定する手段は、前記電子部品の実装条件を特定されたばらつきが所定の値を超えた場合に、前記電子部品の実装条件を特定し変更することを特徴とする電子部品実装装置。 - 請求項1記載の電子部品実装装置において、
前記電子部品の実装条件を特定する手段は、
変更回数が閾値より小さい場合、装着された電子部品のXY平面上の位置の複数のばらつきを用いて、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の停止位置を変更し、
変更回数が閾値より大きい場合、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の下降速度を変更する、ことを特徴とする電子部品実装装置。 - 請求項1記載の電子部品実装装置において、
保持あるいは装着した電子部品を、部品供給部あるいは部品回収部へ格納することを特徴とする電子部品実装装置。 - 電子部品実装装置に、電子部品を保持手段によって、XY平面に直交する高さ方向の条件を含む実装条件を用いて保持あるいは装着することによって実装させる動作情報を特定する演算装置において、
所定の実装条件を用いることによって、保持された電子部品のXY平面上の位置情報、及び装着された電子部品のXY平面上の位置情報を特定する手段と、
特定された電子部品のXY平面上の位置情報を用いて、保持された電子部品のXY平面上の位置のばらつき、及び装着された電子部品のXY平面上の位置のばらつきを特定する手段と、
前記所定の実装条件を複数回変えることによって、電子部品のXY平面上の位置について複数のばらつきを特定する手段と、
電子部品のXY平面上の位置について特定された複数のばらつきを用いて、前記電子部品の実装条件を特定する手段と、を有し、
前記電子部品の実装条件を特定する手段は、
電子部品のXY平面上の位置について特定された複数のばらつきを用いて、前記実装条件として、電子部品を保持するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置、及び電子部品を装着するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置を特定する、演算装置。 - 請求項6記載の演算装置において、
保持された電子部品のXY平面上の位置情報は、保持手段と保持された電子部品との位置関係を示す情報であり、
装着された電子部品のXY平面上の位置情報は、電子部品が基板に装着されるべき位置と装着された電子部品との位置関係を示す情報であることを特徴とする演算装置。 - 請求項6記載の演算装置において、
前記実装条件を特定する手段は、前記電子部品の実装条件を特定されたばらつきが所定の値を超えた場合に、前記電子部品の実装条件を特定し変更することを特徴とする演算装置。 - 請求項6記載の演算装置において、
前記電子部品の実装条件を特定する手段は、
変更回数が閾値より小さい場合、装着された電子部品のXY平面上の位置の複数のばらつきを用いて、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の停止位置を変更し、
変更回数が閾値より大きい場合、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の下降速度を変更する、ことを特徴とする演算装置。 - 請求項7記載の演算装置において、
前記電子部品の位置のばらつきを、特定された位置関係の差を前記実装条件ごとに和を用いて算出することによって特定することを特徴とする演算装置。 - 請求項7記載の演算装置において、
前記電子部品の位置のばらつきを、特定された位置関係の差を前記実装条件ごとに標準偏差の重み付き和を利用して算出することによって特定することを特徴とする演算装置。 - 電子部品を保持手段によって、XY平面に直交する高さ方向の条件を含む実装条件を用いて保持あるいは装着することによって実装する電子部品実装方法において、
所定の実装条件を用いることによって、保持された電子部品のXY平面上の位置情報、及び装着された電子部品のXY平面上の位置情報を特定するステップと、
複数の特定された電子部品のXY平面上の位置情報を用いて、前記実装条件ごとの電子部品のXY平面上の位置のばらつきを特定するステップと、
特定された前記実装条件ごとの電子部品のXY平面上の位置のばらつきを用いて、電子部品の実装条件を特定するステップと、を有し、
前記電子部品の実装条件を特定するステップは、
特定された前記実装条件ごとの電子部品のXY平面上の位置のばらつきを用いて、前記実装条件として、電子部品を保持するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置、及び電子部品を装着するときの前記保持手段の高さ方向の停止位置を特定する、電子部品実装方法。 - 請求項12記載の電子部品実装方法において、
保持された電子部品のXY平面上の位置情報は、保持手段と保持された電子部品との位置関係を示す情報であり、
装着された電子部品のXY平面上の位置情報は、電子部品が基板に装着されるべき位置と装着された電子部品との位置関係を示す情報であることを特徴とする電子部品実装方法。 - 請求項12記載の電子部品実装方法において、
前記電子部品の実装条件を特定するステップは、
変更回数が閾値より小さい場合、装着された電子部品のXY平面上の位置の複数のばらつきを用いて、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の停止位置を変更し、
変更回数が閾値より大きい場合、装着に用いる前記保持手段の高さ方向の下降速度を変更する、ことを特徴とする電子部品実装方法。 - 請求項12記載の電子部品実装方法において、
前記電子部品の実装条件を特定するステップは、特定された実装条件ごとの電子部品の位置のばらつきを比較し、前記ばらつきが大きな実装条件と前記電子部品の実装条件との差分が、前記ばらつきの大きな実装条件と前記所定の実装条件との差分よりも大きくなるように実装条件を特定することを特徴とする電子部品実装方法。
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